DE3030594C2 - - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Triebaggregat für die Treibachsen von Schienenfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drive unit for the Driving axles of rail vehicles according to the generic term of claim 1.
Ein derartiges Triebaggregat ist aus der DE-OS 23 25 787 oder DE-PS 9 61 547 bekannt. Die konstruktive Ausbildung der miteinander verbundenen, den Ständer des Fahrmotors, die Lagerung und das Getriebe auf nehmenden Ge häuse ist jeweils hinsichtlich der äußeren Abmessungen ent sprechend den in ihnen enthaltenen Antriebsteilen gestaltet. Die erforderlichen Randbedingungen, wie Ritzelwellenlagerung und Anordnung des Drehgestellquerträgers ergeben aufgrund des nur beschränkt zur Verfügung stehenden Raumes Ein schnürungen, die sich nachteilig auf die Stabilität des Triebaggregates auswirken.Such a drive unit is known from DE-OS 23 25 787 or DE-PS 9 61 547. The constructive training of the interconnected Stand of the traction motor, the bearings and the gearbox taking Ge housing is ent in terms of the outer dimensions speaking designed the drive parts contained in them. The necessary boundary conditions, such as pinion shaft bearings and arrangement of the bogie cross member result from of the limited space available laces that adversely affect the stability of the Impact drive unit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Biege- und Drehsteifigkeit eines Triebaggregates für Schienenfahr zeuge zu erhöhen.The invention is based, the bending and Torsional rigidity of a drive unit for rail travel to increase witness.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Ein Hohlträger, dessen Länge der Triebaggregats länge entspricht, hat ein hohes Widerstandsmoment und ent sprechend eine hohe Biege- und Drehsteifigkeit. Trotz der für einige Antriebsteile gegenüber dem bisher üblichen ver größerten Außenabmessungen des gemeinsamen Gehäuses wird insgesamt ohne Beeinträchtigung des Drehmomenter zeugungs- und Übertragungssystems infolge der wesentlichen Erhöhung der Biegesteifigkeit eine Gewichtsersparnis erzielt. Außerdem ergibt sich ein günstiges Schwingungs- und Laufver halten.This problem is solved according to the characterizing part of claim 1. A hollow beam, the length of the drive unit corresponds to length, has a high section modulus and ent speaking a high bending and torsional rigidity. Despite the for some drive parts compared to the usual ver larger outer dimensions of the common housing overall without affecting the torque generation and transmission system as a result of the essential Increased bending stiffness achieved a weight saving. In addition, there is a favorable vibration and running ver hold.
Der Einbau der Antriebswelle in das durch den Hohlträger gebildete gemeinsame Gehäuse bereitet keine Schwierigkeiten, da der Hohlträger Montageöffnungen aufweist.The installation of the drive shaft in the through the hollow beam formed common housing presents no difficulties because the hollow beam has mounting holes.
Für den Hohlträger, der mit Vorteil über seiner gesamten Länge die gleichen Außenabmessungen aufweist, kann ein be liebiges Material ausreichender Festigkeit ge wählt werden, z. B. Aluminiumlegierungen. Es empfiehlt sich aber auch die Verwendung von ferromagnetischem Material derart, daß der Hohlträger im Bereich des Fahrmotors ganz oder teilweise dessen magnetischen Ständerkreis bildet. Da durch wird auch die Funktion des magnetischen Kreises im Fahrmotorbereich von dem Hohlträger mit übernommen.For the hollow beam, which is advantageous over its entire length Length has the same outer dimensions, a be any material of sufficient strength be chosen, e.g. B. aluminum alloys. It is advisable but also the use of ferromagnetic material such that the hollow beam in the area of the traction motor entirely or partially forms its magnetic stator circuit. There is also the function of the magnetic circuit in the Driving motor area taken over by the hollow beam.
Es ist weiterhin vorteilhaft, die Wand des Hohlträgers mit Rippen bzw. Kühlmittelkanälen zu versehen, damit der Hohlträger zur Abführung der Wärmeverluste innerhalb des Triebaggre gates ausgenutzt werden kann.It is also advantageous to use the wall of the hollow beam Ribs or coolant channels to provide the hollow beam for dissipating heat losses within the drive unit gates can be exploited.
Es empfiehlt sich ferner, den Hohlträger in das Drehgestell zu integrieren, in dem er als Längsmittenträger des Dreh gestells ausgebildet ist und seitliche Arme aufweist, welche die Radsatztragarme bilden. Dies ist wegen der gegebenen großen Biege- und Drehsteifigkeit des Hohlträgers möglich, so daß eine wesentliche Vereinfachung des Drehgestellauf baus erreicht wird, weil der bisher übliche Drehgestell rahmen entfällt, da seine Funktion durch den Hohlträger über nommen wird.It is also recommended to place the hollow beam in the bogie integrate in which he acts as the longitudinal center beam of the rotation is formed frame and has lateral arms, which form the axles. This is because of the given great bending and torsional rigidity of the hollow beam possible, so that a significant simplification of the bogie construction is achieved because the bogie previously used frame does not apply because its function is due to the hollow beam is taken.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der in den Fig. 1 bis 5 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spiele näher erläutert.In the following the invention is explained in more detail with reference to the games shown in FIGS. 1 to 5 of the drawing.
Fig. 1 zeigt schematisch, teil weise geschnitten, eine Draufsicht auf ein gemäß der Er findung ausgebildetes Triebaggregat für die Treibachsen von Schienenfahrzeugen. In Fig. 1 shows schematically, partially cut, a plan view of a drive unit designed according to the invention for the drive axles of rail vehicles. In
Fig. 2 ist eine Seitenansicht, teilweise nach Linie II-II in Fig. 1 geschnitten, darge stellt. Die Fig. 2 is a side view, partially cut along line II-II in Fig. 1, Darge provides. The
Fig. 3 bis 5 zeigen, ebenfalls prinzipiell dar gestellt, Schnitte durch den Hohlträger im Bereich des elektrischen Fahrmotors. Fig. 3 to 5 show, also made in principle, cuts through the hollow beam in the area of the electric traction motor.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schienenfahr zeug treibt der elektrische Fahrmotor 1 jeweils über Winkel getriebe 2 zwei Treibachsen 3 an. Der elektrische Fahr motor 1 liegt senkrecht zu den beiden Treibachsen 3 und seine Läuferwelle 4 ist beidseitig über eine Längsver schiebungen zulassende, zentrierende Kupplung 5 mit der das Ritzel 6 tragenden Ritzelwelle 7 verbunden. Das Ritzel 6 steht im Eingriff mit dem Großrad 8 des Winkel getriebes 2, welches auf der die Treibachse 3 mit Spiel umgebenden Hohlwelle 9 angeordnet ist. Die Hohlwelle 9 ist ihrerseits über eine elektrische und zentrierende Gummi kupplung 10 mit der Treibachse 3 verbunden.In the rail driving tool shown in FIGS . 1 and 2, the electric traction motor 1 drives two drive axles 3 via angular gear 2 . The electric driving motor 1 is perpendicular to the two drive axles 3 and its rotor shaft 4 is connected on both sides via a longitudinal shifting centering clutch 5 with the pinion shaft 6 carrying the pinion shaft 7 . The pinion 6 is in engagement with the large wheel 8 of the angular gear 2 , which is arranged on the drive shaft 3 with play surrounding hollow shaft 9 . The hollow shaft 9 is in turn connected via an electrical and centering rubber coupling 10 to the drive shaft 3 .
Um dem Triebaggregat eine große Biege- und Drehsteifigkeit zu erteilen, sind alle Antriebsteile, wie der elektrische Fahrmotor 1, die Ritzelwelle 7 und ihre Lagerung, gebildet durch Wälzlager 11 und das Winkelgetriebe 2 im Innern eines Hohlträgers 12 angeordnet. Dieser Hohlträger 12 weist über seiner gesamten Länge die gleichen Außenabmessungen auf. Er enthält außerdem Öffnungen 13 für den Durchtritt der Treibachsen 3 und der sie umgebenden Hohlwelle 9 und ist an den Stirnseiten durch Stirnwände 14 abgeschlossen. Um das Einsetzen der Antriebsteile zu ermöglichen, weist der Hohlträger 12 Montageöffnungen 15 auf, die schräg, die Öffnungen 13 für die Treibachsen 3 schneidend, verlaufen.In order to give the drive unit a high degree of bending and torsional rigidity, all drive parts, such as the electric traction motor 1 , the pinion shaft 7 and their bearings, formed by roller bearings 11 and the angular gear 2, are arranged inside a hollow beam 12 . This hollow beam 12 has the same outer dimensions over its entire length. It also contains openings 13 for the passage of the driving axles 3 and the hollow shaft 9 surrounding them and is closed off at the end faces by end walls 14 . In order to make it possible to insert the drive parts, the hollow support 12 has mounting openings 15 which run obliquely, intersecting the openings 13 for the drive axles 3 .
Zur Montage des Triebaggregates wird zunächst der elek trische Fahrmotor 1, der komplett mit Gehäuse, Lager schilden und Lagerung für die Läuferwelle 4 ausgebildet ist, über die offene Stirnseite in das Innere des Hohlträgers 12 hineingeschoben, wobei seine Lage in Längsrichtung durch einen Anschlag 16 im Innern des Hohlträgers 12 festgelegt ist. Auf der anderen Stirnseite des Fahrmotors 1 wird dann ein Abstandsring 17 eingeführt und darauf wird das Traggehäuse 18 für die Wälz lager 11 der Ritzelwelle 7 eingeschoben. Weiterhin ist über Wälzlager 19 die Hohlwelle 9 im Hohlträger 12 gelagert, so daß der Hohlträger 12 dort das Gehäuse für das Winkelge triebe 2 bildet. Es sind entsprechende Dichtungen vorge sehen, durch welche innerhalb des Hohlträger 12 die Be reiche für das Umlaufen der für das Winkelgetriebe 2 bzw. für die verschiedenen Lagerungen erforderlichen Schmier mittel begrenzt werden.To assemble the drive unit, the elec trical traction motor 1 , which is complete with a housing, bearings and bearing for the rotor shaft 4 , is first inserted into the interior of the hollow support 12 via the open end face, its position in the longitudinal direction by a stop 16 in Inside the hollow beam 12 is fixed. On the other end of the drive motor 1 , a spacer ring 17 is then inserted and the support housing 18 for the roller bearing 11 of the pinion shaft 7 is inserted. Furthermore, the hollow shaft 9 is mounted in the hollow support 12 via roller bearings 19 , so that the hollow support 12 there forms the housing for the Winkelge gear 2 . Corresponding seals are provided, through which the areas within the hollow support 12 for the circulation of the lubrication required for the bevel gear 2 or for the various bearings are limited.
Durch diese Anordnung sämtlicher Antriebsteile im Innern des Hohlträgers 12 wird ein sehr steifes, im Hinblick auf Lauf- und Betriebseigenschaften günstiges Gebilde ge schaffen. Außerdem übernimmt dieser Hohlträger 12 die Funktion des Längsmittenträgers des Drehgestells 20 und ist deshalb mit seitlichen Armen 21 versehen, welche die Radsatztragarme des Drehgestells 20 bilden. Durch diesen Einsatz eines sehr steifen, sich über die gesamte Länge des Triebaggregates erstreckenden Hohlträger wird sowohl für das Triebaggregat als auch für das Drehgestell 20 Platz und Gewicht gespart. This arrangement of all drive parts inside the hollow support 12 will create a very stiff structure that is favorable with regard to running and operating properties. In addition, this hollow beam 12 takes over the function of the longitudinal center beam of the bogie 20 and is therefore provided with side arms 21 which form the wheelset support arms of the bogie 20 . Through this use of a very stiff, over the entire length of the drive unit extending hollow support is saved both for the engine unit and for the bogie 20 space and weight.
Der Hohlträger 12 kann im Bereich des elektrischen Fahr motors 1, sofern er aus ferromagnetischem Material be steht, nicht nur mechanisch tragende Funktionen über nehmen, sondern auch ganz oder teilweise dessen magnetischen Ständerkreis 22 bilden. Fig. 3 zeigt eine Ausführung, bei welcher der Hohlträger 12 zur Führung eines Teils des magnetischen Flusses des Ständerkreises 22 ausgenutzt wird, so daß trotz Vorliegen eines geschlossenen Ständerjoches 23 das Haupt- 24 und Wendepole 25 trägt, dessen Höhe verringert ist.The hollow support 12 can in the area of the electric driving motor 1 , provided it is made of ferromagnetic material, not only take on mechanically supporting functions, but also form all or part of its magnetic stator circuit 22 . Fig. 3 shows an embodiment in which the hollow support 12 is used to guide part of the magnetic flux of the stator circuit 22 , so that despite the presence of a closed stator yoke 23 carries the main 24 and reversing poles 25 , the height of which is reduced.
In Fig. 4 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher die geblechten Hauptpole 24 und Wendepole 25 mit ihren Erregerwicklungen 26 bzw. 27 unmittelbar in den Hohlträger 12 eingesetzt sind, so daß dieser hier den magnetischen Ständerkreis 22 allein bildet.In FIG. 4, an embodiment is shown, in which the laminated main poles 24 and commutating poles are inserted 25 with its field windings 26 and 27 directly in the hollow beam 12, so that this here forms the magnetic stator circuit 22 alone.
Man kann die Formgebung des Hohlträgers 12 auch so aus wählen, daß er zur Abführung der innerhalb der Antriebs teile entstehenden Verluste mittels gasförmiger bzw. flüssiger Medien herangezogen werden kann. Dazu empfiehlt es sich, wie in Fig. 5 dargestellt, den Hohlträger 12 ent weder mit Kühlmittelkanälen 28 für das zur Kühlung verwendete Medium zu versehen, oder mit Rippen 29 zur Vergrößerung der kühlenden Oberfläche.You can choose the shape of the hollow support 12 so that it can be used to discharge the losses occurring within the drive parts by means of gaseous or liquid media. For this purpose, it is advisable, as shown in FIG. 5, to provide the hollow carrier 12 either with coolant channels 28 for the medium used for cooling, or with ribs 29 to enlarge the cooling surface.
Claims (7)
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